KR20220154776A - Sn-based plated steel sheet - Google Patents

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히로카즈 요코야
야스히코 사토
히로아키 안도
노부오 나카소네
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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 크로메이트 피막을 사용하지 않고, 보다 우수한 내식성, 내황변성, 도막 밀착성, 및 내황화 흑변성을 나타내는 것이 가능한, Sn계 도금 강판을 제공하는 것.
[해결 수단] 본 발명의 Sn계 도금 강판은, 강판과, 상기 강판의 적어도 한쪽 면 상에 위치하는 Sn계 도금층과, 상기 Sn계 도금층 상에 위치하는 피막층을 갖고, 상기 Sn계 도금층은, Sn을, 금속 Sn 환산으로, 편면당 1.0g/m2 내지 15.0g/m2 함유하고, 상기 피막층은, 지르코늄 산화물을 함유하고, 상기 지르코늄 산화물의 함유량이, 금속 Zr 환산으로, 편면당 1.0mg/m2 내지 10.0mg/m2이고, 상기 지르코늄 산화물은, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 포함하고, 상기 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물의 상층에, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 주성분으로 하는 결정질층이 존재한다.
[Problem] To provide a Sn-based plated steel sheet capable of exhibiting superior corrosion resistance, yellowing resistance, coating film adhesion, and yellowing blackening resistance without using a chromate coating.
[Solution Means] The Sn-based plated steel sheet of the present invention includes a steel sheet, a Sn-based plating layer positioned on at least one side of the steel sheet, and a film layer positioned on the Sn-based plating layer, wherein the Sn-based plating layer is Sn 1.0 g/m 2 to 15.0 g/m 2 per side in terms of metal Sn, the coating layer contains zirconium oxide, and the content of the zirconium oxide is 1.0 mg/m 2 per side in terms of metal Zr. m 2 to 10.0 mg/m 2 , and the zirconium oxide includes zirconium oxide having an amorphous structure, and a crystalline layer containing zirconium oxide having a crystalline structure as a main component is present on the upper layer of the zirconium oxide having an amorphous structure. do.

Description

Sn계 도금 강판Sn-based plated steel sheet

본 발명은 Sn계 도금 강판에 관한 것이다.The present invention relates to a Sn-based coated steel sheet.

주석(Sn) 도금 강판은, 「양철」이라고도 잘 알려져 있고, 음료 캔이나 푸드 캔 등의 캔 용도와 그 밖에, 널리 사용되고 있다. 이것은, Sn이 인체에 안전하며, 또한 미려한 금속이기 때문이다. 이 Sn계 도금 강판은, 주로 전기 도금법에 의해 제조된다. 이것은, 비교적 고가의 금속인 Sn의 사용량을 필요 최소한의 양으로 제어하기 위해서는, 용융 도금법보다도 전기 도금법이 유리하기 때문에 의한다. Sn계 도금 강판은, 도금 후, 또는 도금 후의 가열 용융 처리에 의해 미려한 금속 광택이 부여된 후에, 6가 크롬산염의 용액을 사용한 크로메이트 처리(전해 처리, 침지 처리 등)에 의해, Sn계 도금층 상에 크로메이트 피막이 실시되는 경우가 많다. 이 크로메이트 피막의 효과는, Sn계 도금층의 표면 산화를 억제하는 것에 의한 외관의 황변의 방지, 도장되어 사용되는 경우에 있어서의 주석 산화물의 응집 파괴에 의한 도막 밀착성의 열화의 방지, 내황화 흑변성의 향상, 등이다.Tin (Sn)-plated steel sheet is also well known as "tin plate" and is widely used for cans such as beverage cans and food cans, and other uses. This is because Sn is safe to the human body and is a beautiful metal. This Sn-based plated steel sheet is mainly manufactured by an electroplating method. This is due to the fact that the electroplating method is more advantageous than the hot-dip plating method in order to control the amount of Sn, which is a relatively expensive metal, to a minimum necessary amount. The Sn-based plated steel sheet is subjected to a chromate treatment (electrolytic treatment, dipping treatment, etc.) using a solution of hexavalent chromate after plating or after imparting a beautiful metallic luster by heat-melting treatment after the plating, on the Sn-based plated layer. In many cases, a chromate coating is applied. The effect of this chromate film is to prevent yellowing of the external appearance by suppressing surface oxidation of the Sn-based plating layer, to prevent deterioration of coating film adhesion due to cohesive failure of tin oxide in the case of coating and use, and to improve resistance to yellowing and blackening. improvement, etc.

한편, 근년, 환경 및 안전에 대한 의식의 고조 때문에, 최종 제품에 6가 크롬이 포함되지 않을 뿐만 아니라, 크로메이트 처리 자체를 행하지 않는 것이 요구되고 있다. 그러나, 크로메이트 피막이 존재하지 않는 Sn계 도금 강판은, 상술한 바와 같이, 주석 산화물의 성장에 의해 외관이 황변한다. 이 때문에, 크로메이트 피막을 대신하는 피막 처리를 실시한 Sn계 도금 강판이, 몇 가지 제안되어 있다.On the other hand, in recent years, because of the heightened awareness of the environment and safety, it is required not only that hexavalent chromium is not contained in final products, but also that chromate treatment itself is not performed. However, as described above, a Sn-based plated steel sheet without a chromate coating has a yellow appearance due to the growth of tin oxide. For this reason, some Sn-based plated steel sheets subjected to a coating treatment in place of the chromate coating have been proposed.

예를 들어, 이하의 특허문헌 1에서는, 인산 이온과 실란 커플링제를 함유하는 용액을 사용한 처리에 의해, P와 Si를 포함하는 피막을 형성시킨 Sn계 도금 강판이 제안되어 있다.For example, Patent Document 1 below proposes a Sn-based plated steel sheet in which a film containing P and Si is formed by treatment using a solution containing phosphate ions and a silane coupling agent.

이하의 특허문헌 2에서는, 인산 알루미늄을 포함하는 용액을 사용한 처리에 의해, Al 및 P와, Ni, Co 및 Cu 중 적어도 1종과, 실란 커플링제의 반응물을 포함하는 피막을 형성시킨 Sn계 도금 강판이 제안되어 있다.In Patent Document 2 below, Sn-based plating in which a film containing Al and P, at least one of Ni, Co, and Cu, and a reactant of a silane coupling agent is formed by treatment using a solution containing aluminum phosphate. A steel plate is suggested.

이하의 특허문헌 3에서는, Sn계 도금 상에 Zn 도금을 한 후에 Zn 단독 도금층이 소실될 때까지 가열 처리를 실시하는, 크로메이트 피막을 갖지 않는 Sn계 도금 강판의 제조 방법이 제안되어 있다.Patent Literature 3 below proposes a method for producing a Sn-based coated steel sheet without a chromate coating, in which Zn plating is applied on the Sn-based plating and then heat treatment is performed until the Zn-only plating layer disappears.

이하의 특허문헌 4 및 특허문헌 5에서는, 지르코늄, 인산, 페놀 수지 등을 포함하는 화성 처리 피막을 갖는 용기용 강판이 제안되어 있다.In Patent Document 4 and Patent Document 5 below, a steel sheet for containers having a chemical conversion coating film containing zirconium, phosphoric acid, phenol resin or the like is proposed.

이하의 특허문헌 6에서는, Sn계 도금층과, Sn계 도금층 형성 후에, 인산염 수용액 중에서, 음극 전해 처리, 이어서 양극 전해 처리를 실시하여 형성된, 주석 산화물과 인산 주석을 포함하는 화성 처리층을 갖는 Sn계 도금 강판이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 6에서는, 피막을 형성할 때, 음극 전해 처리와 양극 전해 처리를 교호로 행하는 교번 전해를 실시해도 된다는 것이 제안되어 있다.In Patent Document 6 below, a Sn-based plating layer and a Sn-based chemical conversion layer formed by performing cathodic electrolytic treatment and then anodic electrolytic treatment in an aqueous phosphate solution after forming the Sn-based plating layer, and containing tin oxide and tin phosphate. Plated steel sheets have been proposed. Further, Patent Literature 6 proposes that when forming a film, alternating electrolysis in which cathodic electrolytic treatment and anodic electrolytic treatment may be performed alternately may be performed.

이하의 특허문헌 7에서는, 주석 산화물, 그리고, Zr, Ti 및 P를 함유하는 피막을 갖는 Sn계 도금 강판이 제안되어 있다.Patent Document 7 below proposes a Sn-based plated steel sheet having a coating containing tin oxide and Zr, Ti, and P.

일본 특허 공개 제2004-060052호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-060052 일본 특허 공개 제2011-174172호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-174172 일본 특허 공개 소63-290292호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-290292 일본 특허 공개 제2007-284789호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-284789 일본 특허 공개 제2010-013728호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-013728 일본 특허 공개 제2009-249691호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-249691 국제 공개 제2015/001598호International Publication No. 2015/001598

상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 7에서 제안되어 있는 방법에서는, 크로메이트 피막 양철과 비교하여, 내식성이 약간 떨어진다는 문제가 있어, 내식성에 관하여 개선의 여지가 있었다. 그 때문에, 내황변성, 도막 밀착성, 및 내황화 흑변성뿐만 아니라, 보다 우수한 내식성을 갖는 Sn계 도금 강판이 희구되고 있었다.In the methods proposed in Patent Documents 1 to 7, there is a problem that the corrosion resistance is slightly inferior to that of the chromate-coated tin plate, and there is room for improvement in the corrosion resistance. Therefore, a Sn-based plated steel sheet having not only yellowing resistance, coating film adhesion, and yellowing blackening resistance but also superior corrosion resistance has been desired.

그래서, 본 발명은 상기 문제에 비추어 이루어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 크로메이트 피막을 사용하지 않고, 보다 우수한 내식성, 내황변성, 도막 밀착성, 및 내황화 흑변성을 나타내는 것이 가능한, Sn계 도금 강판을 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made in light of the above problems, and an object of the present invention is a Sn system capable of exhibiting better corrosion resistance, yellowing resistance, coating film adhesion, and yellowing blackening resistance without using a chromate coating. It is to provide galvanized steel sheet.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, Sn계 도금 강판의 표면에, 지르코늄 산화물을 함유하는 피막층을 형성하고, 또한 피막층 중의 지르코늄 산화물의 결정 조직의 분포를 특정 상태로 함으로써, 종래보다도 내식성이 우수한 Sn계 도금 강판을 실현 가능하다는 것을 알아냈다.In order to solve the above problems, as a result of intensive examination by the present inventors, a coating layer containing zirconium oxide is formed on the surface of a Sn-based plated steel sheet, and the distribution of the crystal structure of the zirconium oxide in the coating layer is set to a specific state. Conventionally, It has been found that a Sn-based coated steel sheet having superior corrosion resistance can be realized.

상기 지견에 기초하여 완성된 본 발명의 요지는, 이하와 같다.The gist of the present invention completed based on the above findings is as follows.

(1) 강판과, 상기 강판의 적어도 한쪽 면 상에 위치하는 Sn계 도금층과, 상기 Sn계 도금층 상에 위치하는 피막층을 갖고, 상기 Sn계 도금층은, Sn을, 금속 Sn 환산으로, 편면당 1.0g/m2 내지 15.0g/m2 함유하고, 상기 피막층은, 지르코늄 산화물을 함유하고, 상기 지르코늄 산화물의 함유량이, 금속 Zr 환산으로, 편면당 1.0mg/m2 내지 10.0mg/m2이고, 상기 지르코늄 산화물은, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 포함하고, 상기 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물의 상층에, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 주성분으로 하는 결정질층이 존재하는, Sn계 도금 강판.(1) A steel sheet, a Sn-based plating layer positioned on at least one surface of the steel sheet, and a film layer positioned on the Sn-based plating layer, wherein the Sn-based plating layer has Sn in terms of metal Sn, 1.0 per side. g/m 2 to 15.0 g/m 2 , the coating layer contains zirconium oxide, and the content of the zirconium oxide is 1.0 mg/m 2 to 10.0 mg/m 2 per side in terms of metal Zr, The zirconium oxide includes zirconium oxide having an amorphous structure, and a crystalline layer containing zirconium oxide having a crystalline structure as a main component is present on the upper layer of the zirconium oxide having an amorphous structure. Sn-based plated steel sheet.

여기서, 전자선 회절 패턴에 있어서, 명확한 회절 스폿이 얻어진 경우를 결정질 구조라고 판단하고, 명확한 회절 스폿이 아니라 링 형상의 연속적인 회절 패턴이 얻어진 경우를 비정질 구조라고 판단한다.Here, in the electron beam diffraction pattern, a case where a clear diffraction spot is obtained is determined to be a crystalline structure, and a case where a ring-shaped continuous diffraction pattern is obtained instead of a clear diffraction spot is determined to be an amorphous structure.

(2) 상기 피막층에 있어서의 상기 결정질층은, 상기 피막층의 최표면부를 포함하고, 또한 상기 결정질층의 검출 개소수는, 상기 최표면부로부터 두께 방향으로 차례로, 적어도 1개소 이상인, (1)에 기재된 Sn계 도금 강판.(2) The crystalline layer in the coating layer includes the outermost surface portion of the coating layer, and the number of detected spots in the crystalline layer is at least one or more in order from the outermost surface portion in the thickness direction; (1) The Sn-based plated steel sheet described in.

여기서, 상기 최표면부는, 상기 피막층의 임의의 위치에 있어서, 상기 피막층을 두께 방향으로 10등분한 각 부위 중, 상기 피막층의 최표면을 포함하는 부위를 의미하고, 상기 결정질층의 검출 개소수는, 상기 피막층의 임의의 위치에 있어서, 상기 피막층을 두께 방향으로 10등분하고, 10등분한 각 부위의 두께 방향 중심부의 전자선 회절 패턴에 있어서, 측정한 10개소 중 결정질 구조라고 판단된 개소의 수를 의미한다.Here, the outermost surface portion means a portion including the outermost surface of the coating layer among the portions obtained by dividing the coating layer into 10 parts in the thickness direction at an arbitrary position of the coating layer, and the number of detection points of the crystalline layer is , In an arbitrary position of the coating layer, the coating layer is divided into 10 equal portions in the thickness direction, and in the electron beam diffraction pattern of the central portion in the thickness direction of each portion divided into 10 equal parts, the number of locations judged to be crystalline structures among the measured 10 locations it means.

(3) 상기 결정질층의 검출 개소수는, 상기 피막층의 최표면부를 포함하여, 상기 최표면부로부터 두께 방향으로 차례로, 5개소 이하인, (2)에 기재된 Sn계 도금 강판.(3) The Sn-based plated steel sheet according to (2), wherein the number of detection spots of the crystalline layer is five or less in order from the outermost surface portion in the thickness direction, including the outermost surface portion of the coating layer.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 종래의 크로메이트 처리를 행하지 않고, 내식성, 내황변성, 도막 밀착성, 및 내황화 흑변성이 보다 우수한 Sn계 도금 강판을 제공하는 것이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a Sn-based plated steel sheet superior in corrosion resistance, yellowing resistance, coating film adhesion, and yellowing blackening resistance without performing conventional chromate treatment.

이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.Below, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

본 명세서에 있어서, 「공정」이란 용어는, 독립된 공정뿐만 아니라, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우에도 그 공정의 소기의 목적이 달성되는 것이면, 본 용어에 포함된다. 본 명세서에 있어서, 「강판」이란 용어는, Sn계 도금층 및 피막층을 형성하는 대상의 모재 강판(소위 도금 원판)을 의미한다.In this specification, the term "process" is included in the term as long as the intended purpose of the process is achieved not only in an independent process but also in a case where it cannot be clearly distinguished from other processes. In this specification, the term "steel sheet" means a base steel sheet (so-called plated original sheet) for forming a Sn-based plating layer and a coating layer.

이하에서 설명하는 본 발명의 실시 형태는, 푸드 캔, 음료 캔 등의 캔 용도와 그 밖에 널리 사용되는 Sn계 도금 강판과, 이러한 Sn계 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 종래의 크로메이트 처리를 행하지 않고, 내식성(보다 상세하게는, 도장 후 내식성), 내황변성, 도막 밀착성, 및 내황화 흑변성이 한층 더 우수한 Sn계 도금 강판 및 Sn계 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention described below relate to cans such as food cans and beverage cans, and Sn-based coated steel sheets widely used elsewhere, and methods for manufacturing such Sn-based coated steel sheets. More specifically, a Sn-based coated steel sheet and a Sn-based coated steel sheet that are further excellent in corrosion resistance (more specifically, corrosion resistance after coating), yellowing resistance, coating film adhesion, and yellowing blackening resistance without performing the conventional chromate treatment. It's about manufacturing methods.

구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 Sn계 도금 강판은, 강판과, 이 강판의 적어도 한쪽 면 상에 위치하는 Sn계 도금층과, 이 Sn계 도금층 상에 위치하는 피막층을 갖는다. 여기서, Sn계 도금층은, Sn을, 금속 Sn 환산으로, 편면당 1.0g/m2 내지 15.0g/m2 함유한다. 또한, 피막층은, 지르코늄 산화물을 함유하고, 지르코늄 산화물의 함유량이, 금속 Zr 환산으로, 편면당 1.0mg/m2 내지 10.0mg/m2이다. 또한, 지르코늄 산화물은, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 포함하고, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물의 상층에, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 주성분으로 하는 결정질층이 존재한다.Specifically, the Sn-based plated steel sheet according to the present embodiment includes a steel sheet, a Sn-based plating layer positioned on at least one side of the steel sheet, and a coating layer positioned on the Sn-based plating layer. Here, the Sn-based plating layer contains 1.0 g/m 2 to 15.0 g/m 2 per side of Sn in terms of metal Sn. In addition, the film layer contains zirconium oxide, and the content of zirconium oxide is 1.0 mg/m 2 to 10.0 mg/m 2 per side in terms of metal Zr. In addition, zirconium oxide contains zirconium oxide having an amorphous structure, and a crystalline layer containing zirconium oxide having a crystalline structure as a main component exists on the upper layer of the zirconium oxide having an amorphous structure.

이하, 본 실시 형태에 관한 Sn계 도금 강판과 그 제조 방법에 대하여, 상세하게 설명한다.Hereinafter, the Sn-based plated steel sheet according to the present embodiment and its manufacturing method will be described in detail.

<강판에 대하여><About steel plate>

강판은, 특별히 규정되는 것은 아니고, 일반적인 용기용의 Sn계 도금 강판에 사용되고 있는 강판이면, 임의의 것을 사용 가능하다. 이러한 강판으로서는, 예를 들어, 저탄소강, 극저탄소강 등을 들 수 있다. 또한, 강판의 제조 방법 및 재질에 대해서도, 특별히 규정되는 것은 아니고, 예를 들어, 주조로부터 열간 압연, 산세, 냉간 압연, 어닐링, 조질 압연 등의 공정을 거쳐 제조된 강판을 사용하는 것이 가능하다.The steel sheet is not particularly defined, and any steel sheet can be used as long as it is a steel sheet used for Sn-based coated steel sheets for general containers. As such a steel plate, low carbon steel, ultra-low carbon steel, etc. are mentioned, for example. Also, the manufacturing method and material of the steel plate are not particularly specified, and for example, a steel plate manufactured through processes such as casting, hot rolling, pickling, cold rolling, annealing, and temper rolling can be used.

<Sn계 도금층에 대하여><About the Sn-based plating layer>

상기와 같은 강판의 적어도 편면에는, Sn계 도금층이 형성된다. Sn계 도금층에 의해, 강판의 내식성은 향상된다. 또한, 본 명세서에 있어서의 「Sn계 도금층」이란, 금속 Sn 단독의 Sn계 도금층뿐만 아니라, 금속 Sn과 금속 Fe의 합금이나, 금속 Ni, 또한 금속 Sn 이외의 미량 원소 및 불순물 중 적어도 한쪽(예를 들어, Fe나 Ni, Ca, Mg, Zn, Pb, Co 등)을 함유한 Sn계 도금층도 포함한다.A Sn-based plating layer is formed on at least one side of the steel sheet as described above. The corrosion resistance of the steel sheet is improved by the Sn-based plating layer. In addition, "Sn-based plating layer" in this specification means not only a Sn-based plating layer of metal Sn alone, but also an alloy of metal Sn and metal Fe, metal Ni, and at least one of trace elements and impurities other than metal Sn (eg For example, Sn-based plating layers containing Fe, Ni, Ca, Mg, Zn, Pb, Co, etc.) are also included.

Sn계 도금층은, 금속 Sn 환산으로, 편면당 1.0g/m2 내지 15.0g/m2 함유한다. 즉, Sn계 도금층의 편면당 부착량은, 금속 Sn양(즉 금속 Sn 환산량)으로 1.0g/m2 내지 15.0g/m2로 한다. Sn계 도금층의 편면당 부착량이 금속 Sn양으로 1.0g/m2 미만인 경우에는, 내식성이 떨어져서, 바람직하지 않다. Sn계 도금층의 편면당 부착량이 금속 Sn양으로 1.0g/m2 이상이 됨으로써, 우수한 내식성을 발현시키는 것이 가능하게 된다. Sn계 도금층의 편면당 부착량은, 금속 Sn양으로, 바람직하게는 2.0g/m2 이상이고, 보다 바람직하게는 5.0g/m2 이상이다. 한편, Sn계 도금층의 편면당 부착량이 금속 Sn양으로 15.0g/m2를 초과하는 경우에는, 금속 Sn에 의한 내식성의 향상 효과는 충분하여, 가일층의 증가는 경제적인 관점에서 바람직하지 않다. 또한, Sn계 도금층의 편면당 부착량이 금속 Sn양으로 15.0g/m2를 초과하는 경우에는, 도막 밀착성도 저하되는 경향이 있다. Sn계 도금층의 편면당 부착량이 금속 Sn양으로 15.0g/m2 이하가 됨으로써, 비용의 증가를 억제하면서, 우수한 내식성과 도막 밀착성을 양립시키는 것이 가능하게 된다. 저비용으로 우수한 내식성과 도막 밀착성을 양립시키기 위해서는, Sn계 도금층의 편면당 부착량은, 금속 Sn양으로, 바람직하게는 13.0g/m2 이하이고, 보다 바람직하게는 10.0g/m2 이하이다.The Sn-based plating layer contains 1.0 g/m 2 to 15.0 g/m 2 per side in terms of metal Sn. That is, the amount of deposition per side of the Sn-based plating layer is 1.0 g/m 2 to 15.0 g/m 2 in terms of the amount of metal Sn (ie, the amount in terms of metal Sn). When the amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer is less than 1.0 g/m 2 in terms of the amount of metal Sn, the corrosion resistance is poor, which is not preferable. When the amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer is 1.0 g/m 2 or more in terms of the amount of metal Sn, it is possible to express excellent corrosion resistance. The amount of deposition per side of the Sn-based plating layer, in terms of the amount of metal Sn, is preferably 2.0 g/m 2 or more, more preferably 5.0 g/m 2 or more. On the other hand, when the amount of deposition per side of the Sn-based plating layer exceeds 15.0 g/m 2 in terms of the amount of metal Sn, the effect of improving corrosion resistance by metal Sn is sufficient, and further increase of the layer is undesirable from an economical point of view. Further, when the amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer exceeds 15.0 g/m 2 in terms of the amount of metal Sn, the coating film adhesion also tends to decrease. When the amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer is 15.0 g/m 2 or less in terms of the amount of metal Sn, it is possible to achieve both excellent corrosion resistance and coating film adhesion while suppressing an increase in cost. In order to achieve both excellent corrosion resistance and coating film adhesion at low cost, the amount of metal Sn deposited per side of the Sn-based plating layer is preferably 13.0 g/m 2 or less, more preferably 10.0 g/m 2 or less.

여기서, Sn계 도금층의 금속 Sn양(즉, Sn계 도금층의 편면당 부착량)은, 예를 들어, JIS G 3303에 기재된 전해법, 또는 형광 X선법에 의해 측정된 값으로 한다.Here, the amount of metal Sn in the Sn-based plating layer (ie, the amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer) is a value measured by, for example, the electrolysis method described in JIS G 3303 or the fluorescent X-ray method.

혹은, 예를 들어, 다음의 방법으로도 Sn계 도금층 중의 금속 Sn양을 구할 수 있다. 먼저, 피막층이 형성되어 있지 않은 시험편을 준비한다. 그 시험편을 10% 질산에 침지시켜, Sn계 도금층을 용해하고, 얻어진 용해액 중의 Sn을 ICP(Inductively Coupled Plasma: 유도 결합 플라스마) 발광 분석법(예를 들어, 애질런트·테크놀로지사제 799ce, 캐리어 가스에 Ar을 사용.)으로 구한다. 그리고, 분석에 의해 얻은 강도 신호와, 농도가 기지의 용액으로부터 작성한 검량선과, 시험편의 Sn계 도금층의 형성 면적에 기초하여, 금속 Sn양을 구할 수 있다.Alternatively, for example, the amount of metal Sn in the Sn-based plating layer can be determined also by the following method. First, a test piece in which no coating layer is formed is prepared. The test piece was immersed in 10% nitric acid to dissolve the Sn-based plating layer, and Sn in the obtained solution was analyzed by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometry (eg, 799ce manufactured by Agilent Technologies, Ar in a carrier gas). is used.). Then, the amount of metal Sn can be determined based on the strength signal obtained by analysis, a calibration curve prepared from solutions of known concentrations, and the formation area of the Sn-based plating layer of the test piece.

혹은, 피막층이 형성되어 있는 시험편의 경우에는, GDS(Glow Discharge Spectroscopy: 글로 방전 발광 분광법)를 사용한 검량선법으로, 금속 Sn양을 구할 수 있고, 그 방법은, 예를 들어, 다음과 같다. 금속 Sn양이 기지인 도금 시료(기준 시료)를 사용하여, GDS에 의해 기준 시료 중에 있어서의 금속 Sn의 강도 신호와 스퍼터 속도의 관계를 미리 구하여, 검량선을 만들어 둔다. 이 검량선에 기초하여, 금속 Sn양이 미지인 시험편의 강도 신호, 스퍼터 속도로부터 금속 Sn의 양을 구할 수 있다. 여기서, Sn계 도금층은, Zr의 강도 신호가, Zr의 강도 신호의 최댓값의 1/2이 되는 깊이로부터, Fe의 강도 신호가, Fe의 강도 신호의 최댓값의 1/2이 되는 깊이까지의 부분으로 정의한다.Alternatively, in the case of a test piece on which a coating layer is formed, the amount of metal Sn can be obtained by a calibration curve method using GDS (Glow Discharge Spectroscopy), and the method is, for example, as follows. Using a plating sample (reference sample) in which the amount of metal Sn is known, the relationship between the intensity signal of metal Sn in the reference sample and the sputtering rate is determined in advance by GDS, and a calibration curve is prepared. Based on this calibration curve, the amount of metal Sn can be obtained from the strength signal of a test piece having an unknown amount of metal Sn and the sputter rate. Here, the Sn-based plating layer is the portion from the depth at which the Zr intensity signal is 1/2 of the maximum value of the Zr intensity signal to the depth at which the Fe intensity signal is 1/2 of the maximum value of the Fe intensity signal. Defined by

측정 정밀도 및 신속성의 관점에서는, 공업적으로는, 형광 X선법에 의한 측정이 바람직하다.From the point of view of measurement accuracy and rapidity, measurement by a fluorescence X-ray method is preferable industrially.

Sn계 도금을 강판 표면에 실시하는 방법은, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 공지된 전기 도금법이 바람직하다. 전기 도금법으로서는, 예를 들어, 주지의 황산욕, 붕불화욕, 페놀술폰산욕, 메탄술폰산욕과 같은 산성욕, 또는 알칼리욕 등을 사용한 전해법을 이용할 수 있다. 또한, 용융된 Sn에 강판을 침지시킴으로써 Sn계 도금하는 용융법을 사용해도 된다.The method for applying Sn-based plating to the surface of the steel sheet is not particularly specified, but a known electroplating method is preferred. As the electroplating method, an electrolytic method using, for example, an acidic bath such as a well-known sulfuric acid bath, boric fluoride bath, phenolsulfonic acid bath, or methanesulfonic acid bath, or an alkali bath can be used. Alternatively, a melting method in which Sn-based plating is performed by immersing a steel sheet in molten Sn may be used.

또한, Sn계 도금 후에, Sn계 도금층을 갖는 강판을 Sn의 융점인 231.9℃ 이상으로 가열하는, 가열 용융 처리를 실시해도 된다. 이 가열 용융 처리에 의해, Sn계 도금층의 표면에 광택이 남과 함께, Sn계 도금층과 강판 사이에, Sn과 Fe의 합금층이 형성되어, 내식성이 더욱 향상된다.Further, after the Sn-based plating, a heat melting treatment may be performed in which the steel sheet having the Sn-based plating layer is heated to 231.9° C. or higher, which is the melting point of Sn. By this heat-melting treatment, the surface of the Sn-based plating layer remains glossy, an alloy layer of Sn and Fe is formed between the Sn-based plating layer and the steel sheet, and corrosion resistance is further improved.

<지르코늄 산화물을 함유하는 피막층에 대하여><About the coating layer containing zirconium oxide>

본 실시 형태에 관한 Sn계 도금 강판은, 강판의 표면에 형성된 Sn계 도금층의 표면에, 지르코늄 산화물을 함유하는 피막층을 갖는다. 이 지르코늄 산화물은, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물과, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 포함할 필요가 있다.The Sn-based plated steel sheet according to the present embodiment has a film layer containing zirconium oxide on the surface of the Sn-based plating layer formed on the surface of the steel sheet. This zirconium oxide needs to contain zirconium oxide with an amorphous structure and zirconium oxide with a crystalline structure.

피막층이 비정질 구조의 지르코늄 산화물을 포함함으로써, 결정질 구조의 지르코늄 산화물만을 포함하는 피막층과 비교하여, 산소나 염화물 이온과 같은 부식 인자의 투과 경로가 되는 결정립계가 적어진다. 그 결과, 부식 인자가 Sn 표면에 도달하기 어려워져, 피막층의 내식성이 향상된다.When the coating layer contains zirconium oxide of an amorphous structure, the number of grain boundaries serving as a transmission path for corrosion factors such as oxygen and chloride ions is reduced compared to a coating layer containing only zirconium oxide of a crystalline structure. As a result, it becomes difficult for corrosion factors to reach the Sn surface, and the corrosion resistance of the coating layer is improved.

여기서, 지르코늄 산화물의 구조는, 투과형 전자 현미경을 사용한 전자선 회절 패턴으로 판별한다. 즉, 전자선 회절 패턴에 있어서, 명확한 회절 스폿이 얻어진 경우를 결정질 구조라고 정의하고, 회절 스폿이 얻어지지 않고, 링 형상의 연속적인 회절 패턴이 얻어진 경우를, 비정질 구조라고 정의하였다. 구체적으로는, Sn계 도금 강판의 임의의 부위에 대하여, FIB(Focused Ion Beam: 집속 이온빔)으로, TEM(Transmission Electron Microscope: 투과형 전자 현미경) 관찰용의 시료를 제작하고, 임의의 피막 위치를 빔 직경 1nm로 전자선 회절함으로써 얻어지는 회절 패턴을 조사함으로써, 상기와 같이 하여 결정 구조를 판별할 수 있다.Here, the structure of zirconium oxide is determined by an electron diffraction pattern using a transmission electron microscope. That is, in the electron beam diffraction pattern, a case where a clear diffraction spot was obtained was defined as a crystalline structure, and a case where no diffraction spot was obtained and a ring-shaped continuous diffraction pattern was obtained was defined as an amorphous structure. Specifically, a sample for TEM (Transmission Electron Microscope) observation is prepared by FIB (Focused Ion Beam) at an arbitrary site of the Sn-based plated steel sheet, and an arbitrary film position is beamed By examining a diffraction pattern obtained by diffracting an electron beam with a diameter of 1 nm, the crystal structure can be determined as described above.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 비정질 구조의 지르코늄 산화물은, 피막층 중의 비정질 구조 비율로서, 50% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 「비정질 구조 비율」의 정의에 대해서는, 설명의 편의상 후술한다. 피막층 중의 비정질 구조 비율이 50% 이상인 것에 의해, 피막층의 내식성을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다. 피막층 중의 비정질 구조 비율은, 보다 바람직하게는 60% 이상이다. 또한, 비정질 구조 비율의 상한은, 90%로 한다.Moreover, it is preferable that zirconium oxide of an amorphous structure in this embodiment is contained 50% or more as an amorphous structure ratio in a film layer. In addition, the definition of "amorphous structure ratio" in this embodiment is described later for convenience of description. When the amorphous structure ratio in the coating layer is 50% or more, it becomes possible to further improve the corrosion resistance of the coating layer. The amorphous structure ratio in the film layer is more preferably 60% or more. In addition, the upper limit of the amorphous structure ratio is 90%.

여기서 정의하는 비정질 구조 비율이란, 피막층에 있어서 비정질 구조가 얻어진 개소의 비율로부터 산출한 값이다. 구체적으로는, 피막층 표면의 임의의 위치에 대하여, 두께 방향으로 임의의 10개소의 전자선 회절 패턴을 계측한다. 이들 계측 결과에 있어서, 명확한 회절 스폿이 아니라 링 형상의 연속적인 회절 패턴이 얻어진 경우를 비정질 구조라고 판단한다. 이렇게 하여 측정한 합계 10개소 중, 비정질 구조가 얻어진 개소의 비율을, 비정질 구조 비율로 정의하였다.The amorphous structure ratio defined here is a value calculated from the ratio of the location where the amorphous structure was obtained in the coating layer. Specifically, the electron beam diffraction pattern of 10 random locations in the thickness direction is measured at an arbitrary position on the surface of the coating layer. In these measurement results, a case where a ring-shaped continuous diffraction pattern is obtained instead of a clear diffraction spot is judged to be an amorphous structure. Among the total of 10 locations measured in this way, the ratio of the locations where an amorphous structure was obtained was defined as the amorphous structure rate.

비정질 구조 비율(%)=(비정질 구조가 얻어진 개소수/10)×100Amorphous structure ratio (%) = (Number of sites where amorphous structure was obtained/10) × 100

또한, 상기와 같은 비정질 구조의 검출 개소수의 측정은, 피막층의 임의의 3 위치에서 행하는 것이 바람직하고, 피막층의 임의의 5 위치에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 각 측정 위치에서의 검출 개소수의 최댓값을, 비정질 구조의 검출 개소수라 하였다.In addition, it is preferable to measure the number of detection points of the amorphous structure as described above at 3 arbitrary positions in the coating layer, and more preferably at 5 arbitrary positions in the coating layer. In addition, the maximum value of the number of detection points at each measurement position was taken as the number of detection points of an amorphous structure.

본 실시 형태에 관한 피막층에 있어서, 상기와 같은 비정질 구조의 지르코늄 산화물의 상층에는, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 주성분으로 하는 결정질층이 존재한다. 이것은, Sn계 도금 강판이 도장되어 사용되는 경우에, Sn계 도금 강판의 표층 측에 결정질 구조의 지르코늄 산화물이 존재하는 편이, 도막 밀착성이 양호하기 때문이다. 지르코늄 산화물의 결정 구조로서는, 단사정계를 들 수 있지만, 정방정, 입방정 등과 같은 다른 결정 구조가 포함되어 있어도 된다. 또한, 상기의 「결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 주성분으로 하는」이란, 결정질층에 있어서, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물의 함유량이, 50질량% 이상인 것을 의미하고 있다.In the coating layer according to the present embodiment, a crystalline layer containing zirconium oxide having a crystalline structure as a main component is present in the upper layer of the zirconium oxide having an amorphous structure as described above. This is because, when a Sn-based coated steel sheet is coated and used, when zirconium oxide having a crystalline structure exists on the surface layer side of the Sn-based coated steel sheet, the coating film adhesion is better. Although a monoclinic system is mentioned as a crystal structure of zirconium oxide, other crystal structures, such as a tetragonal crystal and a cubic crystal, may be contained. In addition, the above-mentioned "which has a zirconium oxide which has a crystalline structure as a main component" means that the content of the zirconium oxide which has a crystalline structure in a crystalline layer is 50 mass % or more.

표층 측에 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 있는 것보다도, 결정질 구조의 지르코늄 산화물이 있는 편이 양호한 도막 밀착성을 나타내는 메커니즘으로서는, 결정면의 미세한 요철에 의해 도막과의 접촉 계면이 증가하는 것, 또한 비정질 구조보다도 결정질 구조 쪽이 반응성이 많기 때문에, 도막과의 반응성이 높은 것을 생각할 수 있다.As a mechanism for showing better coating film adhesion with zirconium oxide having a crystalline structure rather than having a zirconium oxide having an amorphous structure on the surface layer side, the contact interface with the coating film increases due to fine irregularities on the crystal plane, and furthermore, the structure is more crystalline than the amorphous structure. Since the structure has more reactivity, it is conceivable that the reactivity with the coating film is high.

또한, 피막층에 있어서의 결정질층은, 피막층의 최표면부를 포함하고, 또한 결정질층의 검출 개소수는, 최표면부로부터 두께 방향으로 차례로, 적어도 1개소 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 최표면부는, 피막층의 임의의 위치에 있어서, 피막층을 두께 방향으로 10등분한 각 부위 중, 피막층의 최표면을 포함하는 부위를 의미한다. 즉, Sn계 도금 강판의 최표면에 결정질 구조의 지르코늄 산화물이 존재하는 것을 의미한다. 또한, 결정질층의 검출 개소수는, 피막층의 임의의 위치에 있어서, 피막층을 두께 방향으로 10등분하고, 10등분한 각 부위의 두께 방향 중심부의 전자선 회절 패턴에 있어서, 측정한 10개소 중 결정질 구조라고 판단된 개소의 수를 의미한다. 결정질층이 상기와 같은 위치에 존재함으로써, 한층 더 양호한 도막 밀착성을 실현시키는 것이 가능하게 된다.In addition, it is preferable that the crystalline layer in the coating layer includes the outermost surface portion of the coating layer, and that the number of detected spots in the crystalline layer is at least one or more in order from the outermost surface portion in the thickness direction. Here, the outermost surface portion means a portion including the outermost surface of the coating layer among the portions obtained by dividing the coating layer into 10 parts in the thickness direction at an arbitrary position of the coating layer. That is, it means that zirconium oxide having a crystalline structure exists on the outermost surface of the Sn-based plated steel sheet. In addition, the number of detected locations of the crystalline layer is determined by dividing the coating layer into 10 equal portions in the thickness direction at an arbitrary position of the coating layer, and in the electron beam diffraction pattern of the central portion in the thickness direction of each portion divided into 10 equal portions, the crystalline structure among the 10 locations measured. It means the number of points judged as . When the crystalline layer exists in the above position, it becomes possible to realize even better coating film adhesion.

또한, 결정질층의 검출 개소수는, 피막층의 최표면부를 포함하여, 최표면부로부터 두께 방향으로 차례로, 5개소 이하인 것이 바람직하다. 검출 개소수를 5개소 이하로 함으로써, 내식성과 도막 밀착성을 보다 확실하게 양립시키는 것이 가능하게 된다.In addition, it is preferable that the number of detection locations of the crystalline layer is five or less in order from the outermost surface portion to the thickness direction, including the outermost surface portion of the coating layer. By setting the number of detection points to 5 or less, it becomes possible to achieve both corrosion resistance and coating film adhesion more reliably.

또한, 상기와 같은 결정질층의 검출 개소수의 측정은, 피막층의 임의의 3 위치에서 행하는 것이 바람직하고, 피막층의 임의의 5 위치에서 행하는 것이 보다 바람직하다.In addition, it is preferable to measure the number of detection spots in the crystalline layer as described above at 3 arbitrary positions of the coating layer, and more preferably at 5 arbitrary positions of the coating layer.

피막층에 포함되는 지르코늄 산화물의 함유량은, 금속 Zr 환산으로, 편면당 1.0mg/m2 내지 10.0mg/m2이다. 피막층에 포함되는 지르코늄 산화물의 함유량이, 금속 Zr 환산으로 편면당 1.0mg/m2 이상이면, 지르코늄 산화물에 의한 배리어성이 충분하여, 아미노산을 포함하는 식품 등에 대한 내황화 흑변성이 양호해진다. 피막층에 포함되는 지르코늄 산화물의 편면당 함유량은, 금속 Zr 환산으로, 바람직하게는 6.0mg/m2 이상이다. 한편, 피막층에 포함되는 지르코늄 산화물의 함유량이, 금속 Zr 환산으로 편면당 10.0mg/m2를 초과하는 경우에는, 지르코늄 산화물 자체의 응집 파괴에 의해, 도막 밀착성이 저하되는 경향이 있다. 피막층에 포함되는 지르코늄 산화물의 함유량이, 금속 Zr 환산으로 편면당 10.0mg/m2 이하이면, 우수한 도막 밀착성을 유지하는 것이 가능하게 된다. 피막층에 포함되는 지르코늄 산화물의 편면당 함유량은, 금속 Zr 환산으로, 바람직하게는 8.0mg/m2 이하이다.The content of zirconium oxide contained in the coating layer is 1.0 mg/m 2 to 10.0 mg/m 2 per side in terms of metal Zr. When the content of zirconium oxide contained in the coating layer is 1.0 mg/m 2 or more per side in terms of metal Zr, the barrier property by zirconium oxide is sufficient, and the yellowing blackening resistance to foods containing amino acids is good. The content per side of the zirconium oxide contained in the film layer is preferably 6.0 mg/m 2 or more in terms of metal Zr. On the other hand, when the content of zirconium oxide contained in the coating layer exceeds 10.0 mg/m 2 per side in terms of metal Zr, the coating film adhesion tends to decrease due to cohesive failure of the zirconium oxide itself. When the content of zirconium oxide contained in the coating layer is 10.0 mg/m 2 or less per side in terms of metal Zr, it is possible to maintain excellent coating film adhesion. The content per side of the zirconium oxide contained in the film layer is preferably 8.0 mg/m 2 or less in terms of metal Zr.

여기서, 피막층 중에 있어서의 지르코늄 산화물의 함유량은, 편면당 지르코늄 산화물의 함유량이다. 또한, 피막층 중에, 상기의 지르코늄 산화물 이외에, Fe, Ni, Cr, Ca, Na, Mg, Al, Si 등과 같은 어떠한 원소가 포함되어 있어도 된다. 또한, 피막층 중에는, 불화주석이나 산화주석, 인산주석, 인산지르코늄, 수산화칼슘, 칼슘의 1종 혹은 2종 이상, 또는 이들의 복합 화합물이 포함되어 있어도 된다. 피막층 중에 있어서의 지르코늄 산화물의 함유량(금속 Zr양)은 Sn계 도금 강판을, 예를 들어, 불산과 황산 등의 산성 용액에 침지시켜 용해하고, 얻어진 용해액을 ICP 발광 분석법 등의 화학 분석에 의해 측정된 값으로 한다. 혹은, 지르코늄 산화물의 함유량(금속 Zr양)을 형광 X선 측정에 의해 구해도 된다.Here, the content of zirconium oxide in the coating layer is the content of zirconium oxide per single side. In addition, any element such as Fe, Ni, Cr, Ca, Na, Mg, Al, Si or the like may be contained in the coating layer in addition to the zirconium oxide described above. In addition, in the film layer, one type or two or more types of tin fluoride, tin oxide, tin phosphate, zirconium phosphate, calcium hydroxide, calcium, or a complex compound thereof may be contained. The content of zirconium oxide (amount of metal Zr) in the film layer is determined by dissolving a Sn-based plated steel sheet by immersing it in an acidic solution such as hydrofluoric acid and sulfuric acid, and chemical analysis such as ICP emission spectrometry for the obtained solution. to the measured value. Alternatively, the content of zirconium oxide (amount of metal Zr) may be obtained by X-ray fluorescence measurement.

<피막층의 형성 방법에 대하여><About the formation method of the coating layer>

이하에서는, 지르코늄 산화물을 함유하는 피막층의 형성 방법에 대하여 설명한다.Below, the formation method of the coating layer containing zirconium oxide is demonstrated.

지르코늄 산화물을 함유하는 피막층은, 지르코늄 이온을 포함하는 수용액 중에 Sn계 도금 강판을 침지시키고, Sn계 도금계 강판을 음극으로 하여 음극 전해 처리를 행함으로써, Sn계 도금층의 표면에 형성할 수 있다. 음극 전해 처리에 의한, 강제적인 전하 이동 및 강판 계면에서의 수소 발생에 의한 표면 청정화와, pH 상승에 의한 부착 촉진 효과도 함께 어울려서, 지르코늄 산화물을 포함하는 피막층을, Sn계 도금 강판 상에 형성할 수 있다.The film layer containing zirconium oxide can be formed on the surface of the Sn-based plating layer by immersing a Sn-based plated steel sheet in an aqueous solution containing zirconium ions and subjecting the Sn-based plated steel sheet to a cathode electrolytic treatment. Surface cleaning by forced charge transfer by cathodic electrolytic treatment and hydrogen generation at the steel plate interface, together with the effect of promoting adhesion by raising the pH, is combined to form a film layer containing zirconium oxide on the Sn-based plated steel sheet. can

여기서, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 피막 중에 형성되는 데에는, 지르코늄 산화물의 Sn 도금 표면에 있어서의 석출 속도를 높이고, 결정 성장보다도 핵 생성 속도를 높이는 것이 필요하다. 그를 위해서는, 강판의 표면에 Sn계 도금을 형성한 후, 또는 Sn계 도금층을 형성한 후에 Sn의 융점인 231.9℃ 이상으로 가열하는 가열 용융 처리한 후에, 경도 WH(칼슘 농도(ppm)×2.5+마그네슘 농도(ppm)×4.1)가 100ppm 이상 300ppm 이하의 범위인 냉각수에 침지시키고, 그 후, 지르코늄 이온을 포함하는 수용액 중에 Sn계 도금 강판을 침지시키고, Sn계 도금계 강판을 음극으로 하여 소정의 전류 밀도 범위에서 음극 전해 처리를 행할 필요가 있다.Here, in order for zirconium oxide of an amorphous structure to be formed in the film, it is necessary to increase the rate of precipitation of zirconium oxide on the Sn plating surface and to increase the rate of nucleation rather than crystal growth. For this purpose, after forming Sn-based plating on the surface of the steel sheet, or after forming a Sn-based plating layer, heat-melting treatment by heating to 231.9 ° C. or higher, which is the melting point of Sn, hardness WH (calcium concentration (ppm) × 2.5 + Magnesium concentration (ppm) × 4.1) is immersed in cooling water in the range of 100 ppm or more and 300 ppm or less, and then immersed the Sn-based plated steel sheet in an aqueous solution containing zirconium ions, using the Sn-based plated steel sheet as a cathode to obtain a predetermined It is necessary to conduct cathodic electrolytic treatment in the current density range.

냉각수의 경도를 상기의 범위로 함으로써, 칼슘과 마그네슘 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 화합물이 Sn계 도금 표면에 부착되고, 그 후의 지르코늄 피막 석출 시의 핵으로서 작용함으로써, 지르코늄 산화물이 미세 석출되어, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 형성되게 된다. 여기서, 냉각수의 경도 WH가 300ppm 초과인 경우에는, 칼슘과 마그네슘 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 화합물이 Sn계 도금 표면에 과잉으로 부착, 응집하기 때문에, 지르코늄 산화물이 불균일하게 또한 국소적으로 생성, 성장하여, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 얻어지지 않는다. 냉각수의 경도 WH는, 바람직하게는 250ppm 이하이다. 냉각수의 경도 WH가 250ppm 이하가 됨으로써, 지르코늄 산화물이 보다 균일하게 생성되기 쉬워진다. 한편, 냉각수의 경도 WH가 100ppm 미만인 경우에는, 지르코늄 산화물 석출 시의 핵형성 기점이 적기 때문에, Sn계 도금 표면의 불균일 개소를 기점으로 지르코늄 산화물이 생성되기 때문에, 조대한 지르코늄 산화물이 되어, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 형성되지 않는다. 냉각수의 경도 WH는, 바람직하게는 150ppm 이상이다.By setting the hardness of the cooling water within the above range, a compound containing either or both of calcium and magnesium adheres to the Sn-based plating surface and acts as a nucleus during subsequent zirconium film deposition, thereby finely precipitating zirconium oxide, An amorphous structure of zirconium oxide is formed. Here, when the hardness WH of the cooling water exceeds 300 ppm, the compound containing either or both of calcium and magnesium excessively adheres to and aggregates on the Sn-based plating surface, so that zirconium oxide is unevenly and locally generated, It grows, and zirconium oxide of an amorphous structure is not obtained. The hardness WH of the cooling water is preferably 250 ppm or less. When the hardness WH of the cooling water is 250 ppm or less, zirconium oxide is more uniformly generated. On the other hand, when the hardness WH of the cooling water is less than 100 ppm, since there are few nucleation origins at the time of zirconium oxide precipitation, zirconium oxide is generated starting from non-uniform portions on the Sn-based plating surface, resulting in coarse zirconium oxide, resulting in an amorphous structure of zirconium oxide is not formed. The hardness WH of the cooling water is preferably 150 ppm or more.

냉각수에의 침지 시간은, 0.5초 내지 5.0초인 것이 바람직하다. 냉각수에의 침지 시간이 0.5초 미만이 되는 경우에는, 칼슘과 마그네슘 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 화합물의 Sn계 도금 표면에의 부착이 불충분해져, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 얻어지기 어려워진다. 한편, 냉각수에의 침지 시간이 5.0초 초과가 되는 경우에는, 칼슘과 마그네슘 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 화합물이, Sn계 도금 표면에 과잉으로 부착, 응집하기 때문에, 지르코늄 산화물이 불균일하게 또한 국소적으로 생성, 성장하여, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 얻어지기 어렵다.It is preferable that the immersion time to cooling water is 0.5 second - 5.0 second. When the immersion time in the cooling water is less than 0.5 seconds, adhesion of the compound containing either or both of calcium and magnesium to the Sn-based plating surface becomes insufficient, making it difficult to obtain zirconium oxide with an amorphous structure. On the other hand, when the immersion time in the cooling water exceeds 5.0 seconds, the compound containing either or both of calcium and magnesium excessively adheres to and aggregates on the Sn-based plating surface, so that zirconium oxide is unevenly and locally. It is difficult to obtain zirconium oxide with an amorphous structure because it is generated and grown gradually.

또한, 냉각수의 온도는, 10℃ 내지 80℃인 것이 바람직하다. 냉각수의 온도가 10℃ 미만인 경우에는, 칼슘과 마그네슘 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 화합물의 Sn계 도금 표면에의 부착이 불충분해져, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 얻어지기 어려워진다. 한편, 냉각수의 온도가 80℃ 초과인 경우에는, 칼슘과 마그네슘 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 화합물이 Sn계 도금 표면에 과잉으로 부착, 응집하기 때문에, 지르코늄 산화물이 불균일하게 또한 국소적으로 생성, 성장하여, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 얻어지기 어렵다.Moreover, it is preferable that the temperature of cooling water is 10 degreeC - 80 degreeC. When the temperature of the cooling water is less than 10° C., adhesion of the compound containing either or both of calcium and magnesium to the Sn-based plating surface becomes insufficient, making it difficult to obtain zirconium oxide with an amorphous structure. On the other hand, when the temperature of the cooling water exceeds 80 ° C, the compound containing either or both of calcium and magnesium excessively adheres to and aggregates on the Sn-based plating surface, so that zirconium oxide is unevenly and locally generated, It grows, and it is difficult to obtain zirconium oxide with an amorphous structure.

또한, 상기의 냉각수 침지 처리의 종료 시로부터, 다음 음극 전해 처리의 개시까지의 인터벌에 대해서는, 10초 이내인 것이 바람직하고, 5초 이내인 것이 보다 바람직하다.Further, the interval from the end of the cooling water immersion treatment to the start of the next cathodic electrolytic treatment is preferably within 10 seconds, and more preferably within 5 seconds.

음극 전해 처리할 때의 전류 밀도는, 2.0A/dm2 내지 10.0A/dm2로 하는 것이 바람직하다. 전류 밀도가 2.0A/dm2 미만인 경우에는, 지르코늄 산화물의 형성 속도가 느려, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 얻어지기 어렵다. 이것은, 전류 밀도가 2.0A/dm2 미만이면, Sn계 도금 강판 표면으로부터의 수소 발생이 적기 때문에 지르코늄 산화물의 석출 속도도 느려, 지르코늄 산화물을 형성하는 과정에 있어서 지르코늄과 산소 원자가 충분히 확산하여 안정된 결정 격자를 형성할 수 있기 때문이라고 생각된다. 한편, 전류 밀도가 10.0A/dm2를 초과하는 경우에는, Sn계 도금 강판 표면으로부터의 수소 발생이 왕성해져, 강판 표면 근방의 pH가 처리액의 부근까지 높아지기 때문에, 처리액 중에서 지르코늄 산화물이 생성되고, 생성된 지르코늄 산화물이 강판 표면에 부착될 때까지 더 커지게 되어, 비정질 구조의 지르코늄 산화물이 얻어지기 어렵고, 지르코늄 피막의 두께도 두꺼워져, 외관도 떨어진다.It is preferable to set the current density at the time of cathodic electrolytic treatment to 2.0 A/dm 2 to 10.0 A/dm 2 . When the current density is less than 2.0 A/dm 2 , the formation rate of zirconium oxide is slow, and it is difficult to obtain zirconium oxide having an amorphous structure. This is because when the current density is less than 2.0 A/dm 2 , hydrogen generation from the surface of the Sn-based plated steel sheet is small, so the precipitation rate of zirconium oxide is also slow, and zirconium and oxygen atoms are sufficiently diffused in the process of forming zirconium oxide to form stable crystals. It is thought that this is because it can form a lattice. On the other hand, when the current density exceeds 10.0 A/dm 2 , since hydrogen generation from the surface of the Sn-based coated steel sheet becomes active and the pH in the vicinity of the steel sheet surface is increased to the vicinity of the treatment liquid, zirconium oxide is generated in the treatment liquid. Then, the resulting zirconium oxide becomes larger until it adheres to the surface of the steel sheet, making it difficult to obtain a zirconium oxide having an amorphous structure, and the thickness of the zirconium film becomes thick and the appearance deteriorates.

또한, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물의 상층에 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 형성시키는 데에는, 지르코늄 이온을 포함하는 전해 처리액 중에서의 음극 전해에 의해 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 갖는 Sn계 도금 강판을 형성시킨 후, 저전류 밀도에서 전해 처리하면 된다. 구체적으로는, 2.0A/dm2 내지 10.0A/dm2의 전류 밀도에서의 음극 전해 처리에 의해, 비정질 구조의 지르코늄을 형성시킨 후, 1.0A/dm2 미만의 전류 밀도에서의 음극 전해 처리를 실시하면 된다.In addition, in order to form zirconium oxide having a crystalline structure on the upper layer of zirconium oxide having an amorphous structure, a Sn-based plated steel sheet having zirconium oxide having an amorphous structure is formed by cathodic electrolysis in an electrolytic treatment solution containing zirconium ions. After that, electrolytic treatment may be performed at a low current density. Specifically, after forming zirconium with an amorphous structure by cathodic electrolytic treatment at a current density of 2.0 A/dm 2 to 10.0 A/dm 2 , cathodic electrolytic treatment at a current density of less than 1.0 A/dm 2 You can do it.

음극 전해액 중의 지르코늄 이온의 농도는, 생산 설비, 생산 속도(능력) 등에 따라 적절히 조정하면 된다. 예를 들어, 지르코늄 이온 농도는, 1000ppm 이상 4000ppm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 지르코늄 이온을 포함하는 용액 중에는, 불소 이온, 인산 이온, 암모늄 이온, 질산 이온, 황산 이온, 염화물 이온 등의 다른 성분이 포함되어 있어도 전혀 문제 없다. 음극 전해액 중의 지르코늄 이온의 공급원은, 예를 들어 H2ZrF6과 같은 지르코늄 착체를 사용할 수 있다. 상기와 같은 Zr 착체 중의 Zr은, 음극 전극 계면에 있어서의 pH의 상승으로 인해 Zr4+가 되어 음극 전해액 중에 존재한다. 이러한 Zr이온은, 음극 전해액 중에서 또한 반응하고, 지르코늄 산화물이 된다.The concentration of zirconium ions in the cathode electrolyte may be appropriately adjusted according to production equipment, production rate (capacity), and the like. For example, it is preferable that zirconium ion concentration is 1000 ppm or more and 4000 ppm or less. In addition, there is no problem at all even if other components such as fluorine ions, phosphate ions, ammonium ions, nitrate ions, sulfate ions, and chloride ions are contained in the solution containing zirconium ions. As a source of zirconium ions in the cathode electrolyte, for example, a zirconium complex such as H 2 ZrF 6 can be used. Zr in the Zr complex described above becomes Zr 4+ due to an increase in pH at the interface of the cathode electrode and exists in the cathode electrolyte. These Zr ions also react in the cathode electrolyte to form zirconium oxide.

또한, 음극 전해 처리할 때의 음극 전해액의 용매로서는, 예를 들어, 증류수 등의 물을 사용할 수 있다. 단, 용매는, 증류수 등의 물로 규정되는 것은 아니고, 용해될 물질, 형성 방법 등에 따라, 적절히 선택하는 것이 가능하다.In addition, as a solvent of the cathode electrolyte solution at the time of cathode electrolytic treatment, water, such as distilled water, can be used, for example. However, the solvent is not limited to water such as distilled water, and can be appropriately selected depending on the substance to be dissolved, the method of formation, and the like.

여기서, 음극 전해 처리할 때의 음극 전해액의 액온은, 예를 들어, 5℃ 내지 50℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 50℃ 이하에서 음극 전해를 행함으로써, 매우 미세한 입자로 형성된, 치밀하고 균일한 피막층의 조직의 형성이 가능하게 된다. 한편, 액온이 5℃ 미만인 경우에는, 피막의 형성 효율이 떨어질 가능성이 있다. 액온이 50℃를 초과하는 경우에는, 형성되는 피막이 불균일하며, 결함, 균열, 마이크로 크랙 등이 발생하여 치밀한 피막 형성이 곤란해져, 부식 등의 기점이 되기 때문에 바람직하지 않다.Here, it is preferable that the liquid temperature of the cathode electrolyte during the cathode electrolytic treatment is in the range of, for example, 5°C to 50°C. By carrying out cathodic electrolysis at 50° C. or less, it is possible to form a dense and uniform structure of a coating layer formed of very fine particles. On the other hand, when the liquid temperature is less than 5°C, there is a possibility that the film formation efficiency is lowered. When the liquid temperature exceeds 50°C, the formed film is non-uniform, and defects, cracks, microcracks, etc. occur, making it difficult to form a dense film and becoming a starting point of corrosion.

또한, 음극 전해액의 pH는, 3.5 내지 4.3으로 하는 것이 바람직하다. pH가 3.5 미만이면, Zr 피막의 석출 효율이 떨어지고, pH가 4.3 초과이면, 액 중에서 지르코늄 산화물이 침전하여, 조대하고 거친 Zr 피막이 되기 쉽다.In addition, the pH of the cathode electrolyte is preferably set to 3.5 to 4.3. If the pH is less than 3.5, the deposition efficiency of the Zr film is low, and if the pH is more than 4.3, zirconium oxide precipitates in the liquid, resulting in a coarse and rough Zr film.

또한, 음극 전해액의 pH를 조정하거나 전해 효율을 높이거나 하기 위해, 음극 전해액 중에, 예를 들어 질산, 암모니아수 등을 첨가해도 된다.In addition, in order to adjust the pH of the cathode electrolyte or to increase the electrolytic efficiency, for example, nitric acid or aqueous ammonia may be added to the cathode electrolyte.

또한, 상기 피막층의 형성 시에, 음극 전해 처리의 시간은, 따지지 않는다. 목표로 하는 피막층 중의 지르코늄 산화물의 함유량(금속 Zr양)에 대하여, 전류 밀도에 따라 적절히 음극 전해 처리의 시간을 조정하면 된다. 또한, 음극 전해 처리할 때의 통전 패턴은, 연속 통전이어도 되고, 단속 통전이어도 된다.In addition, at the time of formation of the said film layer, the time of cathode electrolytic treatment is not considered. What is necessary is just to adjust the time of cathode electrolytic treatment suitably according to the current density with respect to content of zirconium oxide (amount of metal Zr) in a target film layer. In addition, the conduction pattern at the time of cathodic electrolytic treatment may be continuous conduction or intermittent conduction.

이상, 본 실시 형태에 관한 Sn계 도금 강판과 그 제조 방법에 대하여, 상세하게 설명하였다.In the above, the Sn-based plated steel sheet according to the present embodiment and the manufacturing method thereof have been described in detail.

실시예Example

이어서, 실시예 및 비교예를 예시하면서, 본 발명에 관한 Sn계 도금 강판 및 Sn계 도금 강판의 제조 방법에 대하여, 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 제시하는 실시예는, 어디까지나 본 발명에 관한 Sn계 도금 강판 및 Sn계 도금 강판의 제조 방법의 일례에 지나지 않고, 본 발명에 관한 Sn계 도금 강판 및 Sn계 도금 강판의 제조 방법이, 하기의 예에 한정되는 것은 아니다.Next, while exemplifying Examples and Comparative Examples, the method for manufacturing the Sn-based coated steel sheet and the Sn-based coated steel sheet according to the present invention will be described in detail. In addition, the examples presented below are only examples of the method for manufacturing the Sn-based coated steel sheet and the Sn-based coated steel sheet according to the present invention, and the manufacturing method for the Sn-based coated steel sheet and the Sn-based coated steel sheet according to the present invention. This is not limited to the following examples.

<시험재의 제작 방법><Method of manufacturing test material>

시험재의 제작 방법에 대하여 설명한다. 또한, 후술하는 각 예의 시험재는, 이 시험재의 제작 방법에 준하여 제작하였다.The manufacturing method of the test material is explained. In addition, the test material of each case mentioned later was manufactured according to the manufacturing method of this test material.

먼저, 판 두께 0.2mm의 저탄소 냉연 강판에 대하여, 전처리로서, 전해 알칼리 탈지, 수세, 희황산 침지 산세, 수세한 후, 페놀술폰산욕을 사용하여 전기 Sn계 도금을 실시하고, 또한 그 후, 가열 용융 처리를 하였다. 이에 의해, 이들 처리를 거친 강판의 양면에, Sn계 도금층을 형성하였다. Sn계 도금층의 부착량은, 편면당 금속 Sn양으로 약 2.8g/m2를 표준으로 하였다. Sn계 도금층의 부착량은, 통전 시간을 변화시킴으로써 조정하였다. 또한, 몇몇 시험재에 대해서는, 상기 가열 용융 처리를 실시하지 않았다.First, with respect to a low-carbon cold-rolled steel sheet with a sheet thickness of 0.2 mm, as a pretreatment, electrolytic alkali degreasing, water washing, dilute sulfuric acid immersion pickling, and water washing are performed, followed by electrolytic Sn-based plating using a phenolsulfonic acid bath, and then heating and melting processing was done. As a result, Sn-based plating layers were formed on both surfaces of the steel sheet subjected to these treatments. The amount of deposition of the Sn-based plating layer was about 2.8 g/m 2 as a standard in terms of the amount of metal Sn per side. The amount of deposition of the Sn-based plating layer was adjusted by changing the energization time. In addition, the said heat-melting process was not performed about some test materials.

다음으로, Sn계 도금층을 형성한 강판을, 소정의 경도를 나타내는 냉각수 중에, 소정 시간 침지시켰다. 그 후 5초 이내에, 침지 처리를 거친 도금 강판에 대하여, 불화 지르코늄을 포함하는 수용액(음극 전해액) 중에서의 음극 전해 처리를 개시하여, Sn계 도금층의 표면에 지르코늄 산화물을 포함하는 피막층을 형성하였다. 음극 전해액의 액온은 35℃로 하고, 또한 음극 전해액의 pH는 3.0 내지 5.0이 되도록 조정하고, 음극 전해 처리의 전류 밀도 및 음극 전해 처리 시간을, 목표로 하는 피막층 중의 지르코늄 산화물의 함유량(금속 Zr양)에 따라 적절히 조정하였다. 또한, 2회의 음극 전해 처리를 행하는 경우에는, 1회째의 음극 전해 처리가 종료되고, 전류 밀도의 설정을 변경한 후, 즉시 2회째의 음극 전해 처리를 실시하였다.Next, the steel sheet on which the Sn-based plating layer was formed was immersed in cooling water having a predetermined hardness for a predetermined time. Within 5 seconds after that, cathode electrolytic treatment in an aqueous solution (cathode electrolyte) containing zirconium fluoride was started on the plated steel sheet that had undergone the immersion treatment, and a coating layer containing zirconium oxide was formed on the surface of the Sn-based plating layer. The liquid temperature of the cathode electrolyte is set to 35° C., the pH of the cathode electrolyte is adjusted to be 3.0 to 5.0, and the current density and cathode electrolysis treatment time are adjusted to the target content of zirconium oxide in the coating layer (amount of metal Zr). ) was appropriately adjusted according to. In the case of performing the cathode electrolytic treatment twice, the second cathode electrolytic treatment was performed immediately after the first cathode electrolytic treatment was finished and the setting of the current density was changed.

이렇게 제작한 Sn계 도금 강판에 대하여, 이하에 제시하는 다양한 평가를 하였다.The Sn-based plated steel sheet produced in this way was subjected to various evaluations shown below.

[Sn계 도금층의 편면당 부착량(Sn계 도금층의 금속 Sn양)][Adhesion amount per side of Sn-based plating layer (amount of metal Sn in Sn-based plating layer)]

Sn계 도금층의 편면당 부착량(Sn계 도금층의 금속 Sn양)을 다음과 같이 측정하였다. 금속 Sn의 함유량이 기지인 복수의 Sn계 도금층을 구비한 강판의 시험편을 준비하였다. 다음으로, 각 시험편에 대하여, 형광 X선 분석 장치(리가쿠사제ZSX Primus)에 의해, 시험편의 Sn계 도금층의 표면으로부터, 금속 Sn에서 유래되는 형광 X선의 강도를 사전에 측정하였다. 그리고, 측정한 형광 X선의 강도와 금속 Sn양의 관계를 나타낸 검량선을 준비하였다. 그리고 나서, 측정 대상이 되는 Sn계 도금 강판에 대하여, 피막층을 제거하고, Sn계 도금층을 노출시킨 시험편을 준비하였다. 이 Sn계 도금층을 노출시킨 표면에 대하여, 형광 X선 장치에 의해, 금속 Sn에서 유래되는 형광 X선의 강도를 측정하였다. 얻어진 형광 X선 강도와 미리 준비한 검량선을 이용함으로써, Sn계 도금층의 편면당 부착량(즉, 금속 Sn의 함유량)을 산출하였다.The amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer (amount of metal Sn in the Sn-based plating layer) was measured as follows. A test piece of a steel sheet having a plurality of Sn-based plating layers having a known metal Sn content was prepared. Next, for each test piece, the fluorescence X-ray intensity derived from metal Sn was measured in advance from the surface of the Sn-based plating layer of the test piece using a fluorescence X-ray analyzer (ZSX Primus manufactured by Rigaku Co., Ltd.). Then, a calibration curve showing the relationship between the measured fluorescence X-ray intensity and the amount of metal Sn was prepared. Then, with respect to the Sn-based plated steel sheet to be measured, the film layer was removed to prepare a test piece in which the Sn-based plated layer was exposed. The intensity of fluorescence X-rays derived from metal Sn was measured with a fluorescence X-ray apparatus on the surface where the Sn-based plating layer was exposed. The amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer (that is, the content of metal Sn) was calculated by using the obtained fluorescence X-ray intensity and a calibration curve prepared in advance.

또한, 측정 조건은, X선원 Rh, 관 전압 50kV, 관 전류 60mA, 분광 결정 LiF1, 측정 직경 30mm로 하였다.In addition, measurement conditions were made into X-ray source Rh, tube voltage of 50 kV, tube current of 60 mA, spectroscopic crystal LiF1, and measurement diameter of 30 mm.

[피막층의 구조 조사][Investigation of the structure of the coating layer]

피막층의 구조를 조사하기 위해, FIB(FEI사제 Quata 3D FEG)로, TEM 관찰용의 샘플을 제작하고, 제작한 샘플을, TEM(니혼덴시제, 전해 방출형 투과형 전자 현미경 JEM-2100F)으로, 가속 전압 200kV, 10만배로, 임의의 시야를 관찰한 후, 빔 직경 1nm에서 피막층의 전자선 회절 패턴을 조사하였다. 얻어진 전자선 회절 패턴에 있어서, 명확한 회절 스폿이 아니라, 링 형상의 연속적인 회절 패턴이 얻어진 경우를 비정질 구조라고 판단하고, 피막층 표면의 3 위치에 대하여, 피막 두께 방향의 임의의 10개소의 합계 30개소를 측정한 가운데, 비정질 구조가 얻어진 개소의 비율을 비정질 구조 비율로 정의하였다.In order to investigate the structure of the film layer, a sample for TEM observation was prepared with FIB (Quata 3D FEG manufactured by FEI), and the prepared sample was subjected to TEM (manufactured by Nippon Electronics, electrolytic emission type transmission electron microscope JEM-2100F), After observing an arbitrary field of view at an accelerating voltage of 200 kV and a magnification of 100,000, the electron diffraction pattern of the film layer was examined at a beam diameter of 1 nm. In the obtained electron beam diffraction pattern, when a ring-shaped continuous diffraction pattern is obtained instead of a clear diffraction spot, it is judged to be an amorphous structure, and a total of 30 spots of 10 random spots in the film thickness direction are determined at 3 positions on the surface of the film layer. Among the measurements, the ratio of the location where the amorphous structure was obtained was defined as the amorphous structure ratio.

비정질 구조 비율(%)=(비정질 구조가 얻어진 개소수/30)×100Amorphous structure ratio (%) = (Number of sites where amorphous structure was obtained/30) × 100

또한, 전자선 회절 패턴에 있어서 명확한 회절 스폿이 얻어진 경우를 결정질 구조라고 판단하고, 임의의 3 위치의 모두에 있어서, 피막층의 표층 측에 결정질 구조가 확인된 경우를, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물의 상층에, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물로 이루어지는 결정질층이 존재하는 것으로 판단하였다.In addition, the case where a clear diffraction spot is obtained in the electron beam diffraction pattern is judged to be a crystalline structure, and the case where a crystalline structure is confirmed on the surface layer side of the coating layer at all three positions is regarded as an upper layer of zirconium oxide having an amorphous structure. , it was determined that a crystalline layer made of zirconium oxide having a crystalline structure was present.

또한, 피막층의 임의의 3 위치 각각에 있어서, 피막층을 두께 방향으로 10등분하고, 10등분한 각 부위의 두께 방향 중심부의 전자선 회절 패턴에 있어서, 측정한 10개소 중 결정질 구조라고 판단된 개소의 수를 확인하였다. 3 위치에서의 검출 개소수의 최댓값을, 결정질층의 검출 개소수라 하였다.In addition, in each of three arbitrary positions of the coating layer, the coating layer was divided into 10 equal portions in the thickness direction, and in the electron beam diffraction pattern of the central portion in the thickness direction of each portion divided into 10 equal parts, the number of locations judged to be crystalline structures among the measured 10 locations confirmed. The maximum value of the number of detected spots at 3 positions was taken as the number of detected spots in the crystalline layer.

[피막층의 지르코늄 산화물의 함유량(금속 Zr양)][Content of Zirconium Oxide in Film Layer (Metal Zr Amount)]

피막층 중의 지르코늄 산화물의 함유량(금속 Zr양)은 Sn계 도금층의 편면당 부착량(Sn계 도금층의 금속 Sn양)의 측정 방법에 준하여 측정하였다. 즉, 측정 대상이 되는 Sn계 도금 강판의 시험편을 준비하였다. 이 시험편의 피막층의 표면을, 형광 X선 분석 장치(리가쿠사제ZSX Primus)에 의해, 금속 Zr에서 유래되는 형광 X선의 강도를 측정하였다. 얻어진 형광 X선 강도와 미리 준비한 금속 Zr에 관한 검량선을 이용함으로써, 피막층 중의 지르코늄 산화물의 함유량(금속 Zr양)을 산출하였다.The content of zirconium oxide (amount of metal Zr) in the coating layer was measured according to the method for measuring the amount of adhesion per side of the Sn-based plating layer (amount of metal Sn in the Sn-based plating layer). That is, a test piece of a Sn-based plated steel sheet to be measured was prepared. The intensity of fluorescent X-rays derived from metal Zr was measured for the surface of the coating layer of this test piece with a fluorescent X-ray analyzer (ZSX Primus manufactured by Rigaku Co., Ltd.). The content of zirconium oxide (amount of metal Zr) in the film layer was calculated by using the obtained fluorescence X-ray intensity and a calibration curve for metal Zr prepared in advance.

[표면의 색조(황화) 및 경시에서의 황변성][Surface tone (yellowing) and yellowing over time]

표면의 색조(황화)는 시판중인 색차계인 스가 시껭끼제 SC-GV5를 사용하여, b*의 값으로 판정하였다. b*의 측정 조건은, 광원 C, 전반사, 측정 직경 30mm이다. 또한, 경시에서의 황변성은, Sn계 도금 강판의 시험재를, 40℃, 상대 습도 80%로 유지한 항온 항습조 중에 4주간 적재하는 습윤 시험을 행하고, 습윤 시험 전후에 있어서의 색차 b*값의 변화량 Δb*를 구하여, 평가하였다.The color tone (yellowing) of the surface was determined by the value of b* using a commercially available color difference meter SC-GV5 manufactured by Suga Instruments. The measurement conditions of b* are light source C, total reflection, and a measurement diameter of 30 mm. In addition, yellowing over time was tested by carrying out a wet test in which a test sample of a Sn-based coated steel sheet was placed in a constant temperature and humidity chamber maintained at 40 ° C. and a relative humidity of 80% for 4 weeks, and the color difference b* value before and after the wet test The amount of change Δb* of was obtained and evaluated.

Δb*가 1 이하이면 평가 「A」로 하고, 1 초과 2 이하이면 평가 「B」로 하고, 2 초과 3 이하이면 평가 「C」로 하고, 3을 초과하였다면 평가 「NG」로 하였다. 평가 「A」, 「B」, 및 「C」를 합격으로 하였다.If Δb* was 1 or less, it was evaluated as "A", if it was more than 1 and 2 or less, it was evaluated as "B", if it was more than 2 and 3 or less, it was evaluated as "C", and if it exceeded 3, it was evaluated as "NG". Evaluation "A", "B", and "C" were set as the pass.

[도막 밀착성][Coating Film Adhesion]

도막 밀착성은, 이하와 같이 하여 평가하였다.Coating film adhesion was evaluated as follows.

Sn계 도금 강판의 시험재를, [내황변성]에 기재된 방법으로 습윤 시험한 후, 표면에, 시판중인 캔용 에폭시 수지 도료를 건조 질량으로 7g/m2 도포하고, 200℃에서 10분 베이킹하고, 24시간 실온에 두었다. 그 후, 얻어진 Sn계 도금 강판에 대하여, 강판 표면에 이르는 흠을 바둑판 눈 형상으로 넣고(3mm 간격으로 종횡 7개씩의 흠), 시판중인 점착 테이프를 사용한 당해 부위의 테이프 박리 시험을 함으로써 평가하였다.After the test material of the Sn-based coated steel sheet was subjected to a wet test by the method described in [Yellowing resistance], a commercially available epoxy resin paint for cans was applied to the surface at a dry weight of 7 g/m 2 , and baked at 200° C. for 10 minutes, It was left at room temperature for 24 hours. Thereafter, with respect to the obtained Sn-based coated steel sheet, flaws reaching the surface of the steel sheet were placed in a checkerboard pattern (7 vertical and horizontal flaws at 3 mm intervals), and a tape peel test was conducted at the site using a commercially available adhesive tape to evaluate.

테이프 첩부 부위의 도막이 전혀 박리되어 있지 않으면 평가 「A」로 하고, 바둑판 눈의 흠부 주위에서 도막 박리가 확인되면 평가 「B」로 하고, 바둑판 눈의 칸 내에 도막 박리가 확인되면 평가 「NG」로 하였다. 평가 「A」 및 「B」를 합격으로 하였다.If the coating film at the area where the tape is applied is not peeled off at all, it is evaluated as “A”, and if peeling of the coating film is confirmed around the scratches of the grid, it is evaluated as “B”, and if peeling of the coating film is observed within the square of the grid grid, it is evaluated as “NG” did Evaluation "A" and "B" were made into the pass.

[내황화 흑변성][Blackening resistance to yellowing]

내황화 흑변성은, 이하와 같이 하여 평가하였다.The yellowing resistance to blackening was evaluated as follows.

상기 [도막 밀착성]에 기재된 방법으로 제작 및 습윤 시험한 Sn계 도금 강판의 시험재 표면에, 시판중인 캔용 에폭시 수지 도료를 건조 질량으로 7g/m2 도포한 후, 200℃에서 10분 베이킹하고, 24시간 실온에 두었다. 그 후, 얻어진 Sn계 도금 강판을 소정의 크기로 절단하고, 인산 이수소 나트륨을 0.3%, 인산 수소 나트륨을 0.7%, L-시스테인 염산염을 0.6%로 이루어지는 수용액 중에 침지시키고, 밀봉 용기 중에서 121℃·60분의 레토르트 처리를 행하고, 시험 후의 외관으로부터 평가하였다.A commercially available epoxy resin paint for cans was applied in a dry mass of 7 g/m 2 to the test sample surface of the Sn-based coated steel sheet fabricated and wet tested by the method described in [Coating Film Adhesion], and then baked at 200° C. for 10 minutes, It was left at room temperature for 24 hours. Then, the obtained Sn-based plated steel sheet was cut into a predetermined size, immersed in an aqueous solution containing 0.3% sodium dihydrogenphosphate, 0.7% sodium hydrogenphosphate, and 0.6% L-cysteine hydrochloride, and heated to 121°C in a sealed container. - Retort treatment for 60 minutes was performed, and the appearance after the test was evaluated.

시험 전후에서 외관의 변화가 전혀 확인되지 않으면 평가 「AA」로 하고, 약간(5% 이하) 흑변이 확인되면 평가 「A」로 하고, 5% 초과 10% 이하 흑변이 확인되면 평가 「B」로 하고, 시험면의 10% 초과의 영역에 흑변이 확인되면 평가 「NG」로 하였다. 평가 「AA」, 「A」, 「B」를 합격으로 하였다.If no change in appearance was observed before and after the test, it was evaluated as "AA", if a slight (5% or less) blackening was observed, it was evaluated as "A", and if more than 5% and 10% or less of blackening was observed, it was evaluated as "B". And, when blackening was observed in more than 10% of the area of the test surface, it was evaluated as "NG". Evaluation "AA", "A", "B" was made into the pass.

[도장 후 내식성][Corrosion resistance after painting]

도장 후 내식성은, 이하와 같이 하여 평가하였다.Corrosion resistance after coating was evaluated as follows.

상기 [도막 밀착성]에 기재된 방법으로 제작 및 습윤 시험한 Sn계 도금 강판의 시험재 표면에, 시판중인 캔용 에폭시 수지 도료를 건조 질량으로 7g/m2 도포한 후, 200℃에서 10분 베이킹하고, 24시간 실온에 두었다. 그 후, 얻어진 Sn계 도금 강판을 소정의 크기로 절단하고, 시판중인 토마토 주스에 60℃에서 7일간 침지시킨 후의 녹의 발생 유무를, 눈으로 보아 평가하였다.A commercially available epoxy resin paint for cans was applied in a dry mass of 7 g/m 2 to the test sample surface of the Sn-based coated steel sheet fabricated and wet tested by the method described in [Coating Film Adhesion], and then baked at 200° C. for 10 minutes, It was left at room temperature for 24 hours. Thereafter, the obtained Sn-based plated steel sheet was cut into a predetermined size, and the presence or absence of rust after being immersed in commercially available tomato juice at 60°C for 7 days was visually evaluated.

녹이 전혀 확인되지 않으면 평가 「AA」로 하고, 시험면 전체의 5% 이하의 면적률로 녹이 확인되면 평가 「A」로 하고, 시험면 전체의 5% 초과 10% 이하의 면적률로 녹이 확인되면 평가 「B」로 하고, 시험면 전체의 10% 초과의 면적률로 녹이 확인되면 평가 「NG」로 하였다. 평가 「AA」, 「A」 및 「B」를 합격으로 하였다.If rust is not confirmed at all, it is evaluated as "AA", if rust is confirmed at an area ratio of 5% or less of the entire test surface, it is evaluated as "A", and if rust is observed at an area ratio of more than 5% and less than 10% of the entire test surface It was set as evaluation "B", and it was set as evaluation "NG" when rust was confirmed by the area ratio of more than 10% of the whole test surface. Evaluation "AA", "A", and "B" were made into the pass.

<실시예 1><Example 1>

표 1은 Sn 도금층 상에 지르코늄 산화물을 형성하기 전의 냉각수 침지 조건, 및 지르코늄 산화물의 형성 조건을 변화시킨 경우의 제조 조건이다. Sn계 도금은 공지된 페로스탄욕으로부터 전해법에 의해 제작하고, Sn 부착량이 편면당 0.2g/m2 이상 30.0g/m2의 범위가 되도록, 전해 시의 통전량을 변화시켰다. 또한, 표 2는 얻어진 Sn계 도금 강판의 여러 특성과, 특성 평가 결과를 나타낸 것이다. 여기서, 표 2에서는, 표 1에 나타낸 Sn계 도금층의 금속 Sn 환산 함유량을, 재게시하고 있다. 또한, 어느 시험편에 있어서도, 피막 중에 포함되는 지르코늄은, 각각 본 발명에서 규정하는 지르코늄 산화물인 것을 XPS로 확인하였다.Table 1 shows manufacturing conditions when the cooling water immersion conditions before forming zirconium oxide on the Sn plating layer and the formation conditions of zirconium oxide are changed. The Sn-based plating was produced from a known ferrostann bath by an electrolytic method, and the amount of current applied during electrolysis was changed so that the amount of Sn deposited per side was in the range of 0.2 g/m 2 or more and 30.0 g/m 2 . In addition, Table 2 shows various characteristics of the obtained Sn-based plated steel sheet and characteristic evaluation results. Here, in Table 2, content in terms of metal Sn of the Sn-based plating layer shown in Table 1 is reposted. In addition, in any test piece, it was confirmed by XPS that the zirconium contained in the film was each a zirconium oxide specified in the present invention.

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

표 2로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 범위인 a1 내지 a43은, 어느 성능도 양호하였다. 한편, 비교예인 b1 내지 b17은, 내황변성, 도막 밀착성, 내황화 흑변성, 도장 후 내식성 중 적어도 어느 것이 떨어지는 것을 알 수 있다.As is clear from Table 2, the performances of a1 to a43 within the range of the present invention were good. On the other hand, it can be seen that the comparative examples b1 to b17 are inferior in at least one of yellowing resistance, coating film adhesion, yellowing blackening resistance, and corrosion resistance after coating.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지는 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자라면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to these examples. It is clear that those skilled in the art to which the present invention belongs can conceive of various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and for these, of course, this invention It is understood that it falls within the technical scope of the invention.

Claims (3)

강판과,
상기 강판의 적어도 한쪽 면 상에 위치하는 Sn계 도금층과,
상기 Sn계 도금층 상에 위치하는 피막층을
갖고,
상기 Sn계 도금층은, Sn을, 금속 Sn 환산으로, 편면당 1.0g/m2 내지 15.0g/m2 함유하고,
상기 피막층은, 지르코늄 산화물을 함유하고, 상기 지르코늄 산화물의 함유량이, 금속 Zr 환산으로, 편면당 1.0mg/m2 내지 10.0mg/m2이고,
상기 지르코늄 산화물은, 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 포함하고,
상기 비정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물의 상층에, 결정질 구조를 갖는 지르코늄 산화물을 주성분으로 하는 결정질층이 존재하는, Sn계 도금 강판.
여기서, 전자선 회절 패턴에 있어서, 명확한 회절 스폿이 얻어진 경우를 결정질 구조라고 판단하고, 명확한 회절 스폿이 아니라 링 형상의 연속적인 회절 패턴이 얻어진 경우를 비정질 구조라고 판단한다.
steel plate,
An Sn-based plating layer positioned on at least one side of the steel sheet;
The coating layer located on the Sn-based plating layer
Have,
The Sn-based plating layer contains 1.0 g/m 2 to 15.0 g/m 2 per side of Sn, in terms of metal Sn,
The coating layer contains zirconium oxide, and the content of the zirconium oxide is 1.0 mg/m 2 to 10.0 mg/m 2 per side in terms of metal Zr,
The zirconium oxide includes zirconium oxide having an amorphous structure,
Sn-based plated steel sheet, wherein a crystalline layer containing zirconium oxide having a crystalline structure as a main component exists on the upper layer of the zirconium oxide having an amorphous structure.
Here, in the electron beam diffraction pattern, a case where a clear diffraction spot is obtained is determined to be a crystalline structure, and a case where a ring-shaped continuous diffraction pattern is obtained instead of a clear diffraction spot is determined to be an amorphous structure.
제1항에 있어서,
상기 피막층에 있어서의 상기 결정질층은, 상기 피막층의 최표면부를 포함하고, 또한,
상기 결정질층의 검출 개소수는, 상기 최표면부로부터 두께 방향으로 차례로, 적어도 1개소 이상인, Sn계 도금 강판.
여기서, 상기 최표면부는, 상기 피막층의 임의의 위치에 있어서, 상기 피막층을 두께 방향으로 10등분한 각 부위 중, 상기 피막층의 최표면을 포함하는 부위를 의미하고,
상기 결정질층의 검출 개소수는, 상기 피막층의 임의의 위치에 있어서, 상기 피막층을 두께 방향으로 10등분하고, 10등분한 각 부위의 두께 방향 중심부의 전자선 회절 패턴에 있어서, 측정한 10개소 중 결정질 구조라고 판단된 개소의 수를 의미한다.
According to claim 1,
The crystalline layer in the coating layer includes the outermost surface portion of the coating layer, and
The Sn-based plated steel sheet according to claim 1 , wherein the number of detected locations of the crystalline layer is at least one or more in order from the outermost surface portion in the thickness direction.
Here, the outermost surface part means a part including the outermost surface of the film layer among the parts obtained by dividing the film layer into 10 parts in the thickness direction at an arbitrary position of the film layer,
The number of detection locations of the crystalline layer is determined by dividing the coating layer into 10 equal portions in the thickness direction at an arbitrary position of the coating layer, and in the electron beam diffraction pattern of the center portion in the thickness direction of each portion divided into 10 equal portions, the crystalline quality among the 10 locations measured. It means the number of points judged to be structures.
제2항에 있어서,
상기 결정질층의 검출 개소수는, 상기 피막층의 최표면부를 포함하여, 상기 최표면부로부터 두께 방향으로 차례로, 5개소 이하인, Sn계 도금 강판.
According to claim 2,
The Sn-based plated steel sheet according to claim 1 , wherein the number of detection spots of the crystalline layer is five or less in order from the outermost surface portion in the thickness direction, including the outermost surface portion of the coating layer.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290292A (en) 1987-05-20 1988-11-28 Nippon Steel Corp Production of thinly tinned steel sheet having superior rust resistance and weldability
JP2004060052A (en) 2002-06-05 2004-02-26 Jfe Steel Kk METHOD FOR PRODUCING TINNED STEEL SHEET HAVING Si-CONTAINING CHEMICAL CONVERSION FILM
JP2007284789A (en) 2006-03-24 2007-11-01 Nippon Steel Corp Steel sheet for container having excellent can-making workability
JP2009249691A (en) 2008-04-07 2009-10-29 Nippon Steel Corp Steel sheet for vessel having excellent weldability, appearance and adhesion in can making
JP2010013728A (en) 2008-06-05 2010-01-21 Nippon Steel Corp Steel sheet for container which has excellent organic coating film performance, and method of manufacturing the same
JP2011174172A (en) 2010-01-28 2011-09-08 Jfe Steel Corp Tinned steel sheet and method for producing the same
WO2015001598A1 (en) 2013-07-01 2015-01-08 Jfeスチール株式会社 Steel sheet for containers
EP3467154A1 (en) * 2016-05-24 2019-04-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Sn-plated steel sheet
EP3611292A1 (en) * 2017-04-13 2020-02-19 Nippon Steel Corporation Sn-PLATED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING Sn-PLATED STEEL SHEET

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3952573B2 (en) * 1998-01-14 2007-08-01 Jfeスチール株式会社 Manufacturing method of tin-free steel with excellent corrosion resistance
JP4500113B2 (en) * 2003-06-16 2010-07-14 Jfeスチール株式会社 High corrosion resistance surface-treated steel sheet and method for producing the same
TWI391530B (en) * 2007-04-04 2013-04-01 Nippon Steel Corp A plated steel sheet for use in a tank and a method for manufacturing the same
US8133594B2 (en) * 2010-06-04 2012-03-13 Nippon Steel Corporation Steel sheet for container use
EP3000917B1 (en) * 2013-05-21 2020-03-11 Nippon Steel Corporation Steel sheet for containers, and method for producing steel sheet for container
CN107208301B (en) * 2015-01-26 2018-11-16 东洋钢钣株式会社 The manufacturing method of surface treated steel plate, canister and surface treated steel plate
JP2017186667A (en) * 2016-03-30 2017-10-12 日本軽金属株式会社 Plating treatment material and slide member
WO2017204266A1 (en) * 2016-05-24 2017-11-30 新日鐵住金株式会社 Sn alloy-plated steel sheet
JP2018035394A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 東洋鋼鈑株式会社 Surface treated steel sheet, organic resin coated steel sheet and container using them

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290292A (en) 1987-05-20 1988-11-28 Nippon Steel Corp Production of thinly tinned steel sheet having superior rust resistance and weldability
JP2004060052A (en) 2002-06-05 2004-02-26 Jfe Steel Kk METHOD FOR PRODUCING TINNED STEEL SHEET HAVING Si-CONTAINING CHEMICAL CONVERSION FILM
JP2007284789A (en) 2006-03-24 2007-11-01 Nippon Steel Corp Steel sheet for container having excellent can-making workability
JP2009249691A (en) 2008-04-07 2009-10-29 Nippon Steel Corp Steel sheet for vessel having excellent weldability, appearance and adhesion in can making
JP2010013728A (en) 2008-06-05 2010-01-21 Nippon Steel Corp Steel sheet for container which has excellent organic coating film performance, and method of manufacturing the same
JP2011174172A (en) 2010-01-28 2011-09-08 Jfe Steel Corp Tinned steel sheet and method for producing the same
WO2015001598A1 (en) 2013-07-01 2015-01-08 Jfeスチール株式会社 Steel sheet for containers
EP3467154A1 (en) * 2016-05-24 2019-04-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Sn-plated steel sheet
EP3611292A1 (en) * 2017-04-13 2020-02-19 Nippon Steel Corporation Sn-PLATED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING Sn-PLATED STEEL SHEET
KR102303005B1 (en) * 2017-04-13 2021-09-16 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Sn-coated steel sheet and Sn-coated steel sheet manufacturing method

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